JPH085688A - シールド性能測定装置及びこれを用いたシールド性能測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡便な装置で、様々な範囲の周波数帯の電磁波
に対するシールド性能を測定する。 【構成】アンテナ５にプリアンプ６、アッテネータ９、
アンプ１０、検波器１１とバンドパスフィルター７を接
続して設け、これ等、６、７、９、１０、１１はシール
ドケース１３に収納しておく。放送波を含む電波４０を
試験波としてアンテナ５に受信させ、このうち、所定範
囲ＡＲの周波数帯に属する電波４０ａをバンドパスフィ
ルター７により通過抽出させ、該電波４０ａの電界強度
Ｅを、減衰値ＡＴＮの形で、電圧計１２により出力させ
る。該出力結果から、電界強度Ｅと計測値との相関関係
を示す相関直線Ｌ１を用いて、求める値Ｅkaniを算出
し、該値Ｅkaniに基づいて、範囲ＡＲの電波４０ａに対
するシールド性能を評価する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電磁シールドルーム等
において電磁波の遮断性能（即ちシールド性能）を簡便
に計測することが出来る、シールド性能測定装置及びこ
れを用いたシールド性能測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電磁波ノイズはコンピューターの
誤動作の原因となるため、オフィスビル等では、該電磁
波ノイズの遮断が大きな課題になっている。例えば、一
般の建物でも２０〜３０ｄＢ程度の電磁波遮断性能はあ
るが、さらに積極的に電磁波を遮断する対策として、電
磁シールドルームが採用されることがある。こういった
電磁シールドルーム或いは一般の建物の電磁波遮断性能
は、室外で所定周波数の電磁波を発信し、該電磁波を、
室内でコンピューターのノイズ試験用のスペクトラムア
ナライザや電界強度測定器を用いて、ここに進入した電
磁波の電界強度を検出する形で、試験を行なって確認さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、こうした電磁
波遮断性能の試験に用いる測定機器類は、非常に高度な
ものであり、取扱いが難しく、これを用いた測定作業も
複雑なものになる。従って、作業方法を修得するにも時
間がかかる。また、測定機器自体が非常に高価である。
しかも、要求されている電磁波遮断性能が低レベルであ
る場合にも、こうした高度な測定機器を用いた方法で試
験を行うので、過剰設備になって、無駄である。そこ
で、特開平４−３３７４７５に示すように、ラジオ電波
を用いて、電磁波遮断性能を簡便に試験する方法も提案
されている。しかし、最近は、移動通信やアマチュア無
線の普及により、空間を電波として伝わる様々な周波数
帯の放射ノイズが増加の傾向にあるため、こうしたラジ
オ電波を用いた試験では、該ラジオ電波の周波数帯から
外れた様々な周波数帯の放射ノイズに対して遮断性があ
るかどうかを正確に測定することは出来ない、という不
都合がある。また、こうした簡便な方法では、回路が誘
導ノイズの影響を受けて、試験結果の精度が悪くなるこ
とも考えられる。そこで本発明は、上記事情に鑑み、簡
便な装置構成で、様々な周波数帯の電磁波に対する遮断
性を正確に検出し得るようにした、シールド性能測定装
置と、これを用いたシールド性能測定方法を提供するも
のである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、到来波
（４０）を受信し得るアンテナ（５）を有し、前記アン
テナ（５）に、該アンテナ（５）が受信した到来波（４
０）を検波増幅し得る受信手段（６、９、１０、１１）
を接続して設け、前記アンテナ（５）に、該アンテナ
（５）が受信した到来波（４０）のうち所定周波数範囲
（ＡＲ）分を選択的に通過させ得るバンドパスフィルタ
ー（７）を接続して設け、前記バンドパスフィルター
（７）が通過させた前記到来波（４０ａ）の電界強度
（Ｅ）を、定量値（ＡＴＮ）として出力し得る計測手段
（１２）を設け、前記受信手段（６、９、１０、１１）
及びバンドパスフィルター（７）を、電磁波遮断性能を
有するシールドケース（１３）に収納して、シールド性
能測定装置（３）が構成される。また、本発明は、前記
シールド性能測定装置（３）を用いて、シールド性能を
測定すべき室（１）内外において、前記受信手段（６、
９、１０、１１）により前記アンテナ（５）に、放送波
を含む到来波（４０）をそれぞれ検波受信させ、前記受
信した到来波（４０）のうち所定周波数範囲（ＡＲ）分
を前記バンドパスフィルター（７）により通過抽出さ
せ、該抽出された所定周波数範囲（ＡＲ）の前記到来波
（４０ａ）の電界強度（Ｅ）を、前記計測手段（１２）
により定量値（ＡＴＮ）として前記室（１）内外につい
てそれぞれ出力させ、前記到来波（４０）の電界強度
（Ｅ）と前記計測手段（１２）が出力する定量値（ＡＴ
Ｎ）の相関関係を示す相関データ（Ｌ１）を用い、前記
出力された定量値（ＡＴＮ）から、前記所定周波数範囲
（ＡＲ）の到来波（４０ａ）の電界強度（Ｅ）の値（Ｅ
kani）を前記室（１）内外のそれぞれについて算出し、
該算出された電界強度（Ｅ）の各値（Ｅkani）に基づい
て、前記室（１）内の前記所定周波数範囲（ＡＲ）の到
来波（４０ａ）に対するシールド性能を評価するように
して、構成される。なお、（ ）内の番号等は、図面に
おける対応する要素を示す、便宜的なものであり、従っ
て、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではな
い。以下の作用の欄についても同様である。

【０００５】

【作用】上記した構成により、本発明は、アンテナ
（５）に到来波（４０）を受信させ、該受信した到来波
（４０）のうち所定周波数範囲（ＡＲ）分の電界強度
（Ｅ）を計測すると、該電界強度（Ｅ）により該所定周
波数範囲（ＡＲ）分の到来波（４０ａ）の、測定点にお
ける減衰度がわかるように作用する。また、本発明は、
所定周波数範囲（ＡＲ）の到来波（４０）が室（１）外
から室（１）内に進入する際にどの程度減衰するかに基
づいて、室（１）内のシールド性能を評価するように作
用する。

【０００６】

【実施例】図１は電磁シールドルームの電磁波遮断性能
を計測している様子を示す図、図２は本発明によるシー
ルド性能測定装置の一実施例を示す図、図３は図２に示
すシールド性能測定装置を用いた減衰値の測定値と電界
強度の相関関係を示す図である。

【０００７】電磁波遮断性能即ちシールド性能を計測す
べき室である電磁シールドルーム１は、図１に示すよう
に、その各々が電磁波遮断性能を有する複数のパネル体
２を直方体箱状に組み立てて構成されており、電磁シー
ルドルーム１内には、シールド性能測定装置である測定
装置３が設置されている。測定装置３は、図２に示すよ
うに、ループ、ロッド、ダイポールアンテナ等からなる
アンテナ５を有しており、アンテナ５は、中波、短波、
ＶＨＦ、ＵＨＦ波等の放送波を含む到来波である電波４
０を受信し得るようになっている。

【０００８】アンテナ５には、図２に示すように、増幅
率２５ｄＢ程度のプリアンプ６が接続されており、ま
た、アンテナ５には、該アンテナ５が受信した電波４０
のうち所定周波数範囲ＡＲ分の周波数帯に属する電波４
０ａのみを選択的に通過させ得るバンドパスフィルター
７が、プリアンプ６の２次側に接続された形で設けられ
ている。バンドパスフィルター７には、パスレンジ選択
手段７ａが設けられており、バンドパスフィルター７
は、パスレンジ選択手段７ａの操作によって、到来した
電波４０を中波、短波、ＶＨＦ、ＵＨＦ波等の各範囲Ａ
Ｒの周波数帯毎に選択的に通過させ得るようになってい
る。

【０００９】また、測定装置３のアンテナ５には、図２
に示すように、受信した電波４０を定量的に減衰させて
出力抵抗を整合させ得るアッテネーター９が、バンドパ
スフィルター７に接続された形で設けられており、アッ
テネーター９には、ローパス特性を有するアンプ１０を
介して検波器１１が接続されている。これ等プリアンプ
６、アッテネーター９、アンプ１０、検波器１１は、ア
ンテナ５が受信した電波４０を検波増幅するための受信
手段を構成しており、該プリアンプ６、アッテネーター
９、アンプ１０、検波器１１及びバンドパスフィルター
７は、放射ノイズを遮断し得るように電磁波遮断性能を
有するシールドケース１３内に収納されている。そし
て、検波器１１の２次側には、バンドパスフィルター７
が通過させた所定範囲ＡＲに属する周波数帯の電波４０
ａの電界強度Ｅを、電圧の形で表示される定量値として
減衰値ＡＴＮの形で計測出力し得る、デジタル式の電圧
計１２が、出力手段として接続されている。

【００１０】測定装置３は以上のような構成を有してい
るので、該測定装置３を用いて電磁シールドルーム１の
シールド性能を測定する際には、プリアンプ６、アッテ
ネーター９、アンプ１０、検波器１１によりアンテナ５
に、放送局３０等から送信された特定周波数の放送波を
含む電波４０を、到来波として検波受信させ、該受信し
た電波４０のうちの所定範囲ＡＲ（電波４０のうちでト
ータルパワーが予想される該放送波が属する周波数範
囲）の周波数帯に属する分の電波４０ａを、バンドパス
フィルター７により通過抽出させる。そして、該抽出さ
れた所定周波数範囲ＡＲの電波４０ａの電界強度Ｅを、
電磁シールドルーム１の内外で測定算出することによ
り、該電磁シールドルーム１のパネル体２の電磁波遮断
性能を検査する。この際、放送局３０から十分離れた地
点に位置する電磁シールドルーム１の周辺における電波
４０の電界強度Ｅは均一であるとみなされる。そこで、
まず、図１破線で示すように、電磁シールドルーム１の
外に測定装置３を設置し、ここで所定範囲ＡＲの周波数
帯の電波４０ａの電界強度Ｅを測定算出して基準値にす
る一方、図１実線で示すように、電磁シールドルーム１
内で該所定範囲ＡＲの周波数帯の電波４０ａの電界強度
Ｅを測定算出し、各電界強度Ｅの値に基づいて、電磁シ
ールドルーム１内の該所定範囲ＡＲの周波数帯の電波４
０ａに対するシールド性能を評価していく。

【００１１】電界強度Ｅを測定するには、まず、バンド
パスフィルター７のパスレンジ選択手段７ａを操作し
て、測定を行うべき周波数帯の範囲ＡＲを選択する。な
お、バンドパスフィルター７は、ローパス機能とハイパ
ス機能を２段に組み合わせることによって、範囲ＡＲに
入る周波数帯の電波４０ａのみを通過させ得るバンドパ
ス機能を保有する。こうして周波数帯の範囲ＡＲを絞り
込んだところで、アンテナ５に到来する電波４０を受信
させ、これをプリアンプ６により増幅させると、バンド
パスフィルター７は、該電波４０のうち範囲ＡＲの周波
数帯に属する電波４０ａを選択的に通過させる形でアッ
テネーター９に出力する。するとアッテネーター９は、
該電波４０ａを定量的に減衰させるので、これをアンプ
１０、検波器１１を介して、検波増幅した形で、電圧計
１２に計測させる。すると、プリアンプ６、アッテネー
ター９、アンプ１０、検波器１１とバンドパスフィルタ
ー７は、電磁波遮断性能を有するシールドケース１３に
収納されていることから、これ等の装置自体を介して、
周囲のコイル等による誘導ノイズが電波４０ａの分析回
路に混入することは極力防止された形で、電圧計１２
が、電波４０ａの正確な電界強度Ｅを、減衰値ＡＴＮの
形で、計測出力することが出来る。

【００１２】こうして、電圧計１２は、バンドパスフィ
ルター７により選択的に抽出された所定範囲ＡＲに属す
る電波４０ａの電圧計測を行う形で、減衰値ＡＴＮ（ｄ
Ｂ）を定量値として出力する。すると、減衰値ＡＴＮ
は、電界強度Ｅと直線性があるため、該減衰値ＡＴＮの
値に基づいて、電界強度Ｅを算出することが出来る。即
ち、公知のスペクトラムアナライザを用いて測定した電
界強度Ｅの値と、該測定と同一位置において同一条件下
で測定装置３により測定した減衰値ＡＴＮの値は、図３
に示すように、直線的な相関関係を有することが、実験
により確認されている。該実験によれば、前記電波４０
の電界強度Ｅと前記電圧計１２が出力する減衰値ＡＴＮ
の相関関係を示す相関直線Ｌ１が、相関データとして得
られている。そこで、該相関直線Ｌ１により、電界強度
Ｅと減衰値ＡＴＮの相関関係をモデル化すれば、以下の
数１に示すモデル式（１）が得られる。また、モデル式
（１）は、以下の数２に示す近似式（２）で、近似的に
表わされる。

【００１３】

【数１】

【数２】 但し、ＡＴＮ：簡易法減衰値 Ｅ：電界強度 Ａ：アンプ係数 Ｎ：内部のノイズ係数 Ｂ：Ｘ接片 Ｋ：結合係数

【００１４】そこで、近似式（２）の逆関数は、減衰値
ＡＴＮから電化強度Ｅを算出する式になるので、該逆関
数である式（３）が、数３に示すように求められる。

【数３】 但し、Ｅkani：求める電界強度の値

【００１５】従って、式（３）に基づけば、先に述べた
ように電圧計１２が出力した減衰値ＡＴＮを、簡便に、
求める電界強度Ｅの値Ｅkaniに換算することが出来る。
そこで、先に述べたように、バンドパスフィルター７を
介して抽出された所定範囲ＡＲの周波数帯の電波４０ａ
の電界強度Ｅを、電圧計１２により計測し、該測定値
を、減衰値ＡＴＮとして、電磁シールドルーム１内外に
ついてそれぞれ出力させる。そこで、該電圧計１２の各
出力値を、相関直線Ｌ１に基づく式（３）を用いて演算
処理することによって、所定範囲ＡＲの周波数帯に属す
る電波４０ａの電界強度Ｅの値Ｅkaniを、電磁シールド
ルーム１内外のそれぞれについて算出する。すると、該
算出された電磁シールドルーム１内外の電界強度Ｅの各
値Ｅkaniに基づけば、該電磁シールドルーム１内の所定
範囲ＡＲの周波数帯の電波４０に対するシールド性能
（即ち、範囲ＡＲの周波数帯に属する電波４０ａにおい
て電磁シールドルーム１のパネル体２を通過した電波の
量の大小）を評価することが簡単に出来る。なお、上述
した方法により算出される電界強度Ｅの値Ｅkaniは、図
３に示す相関直線Ｌ１に基づく式（３）によって簡便に
求められることが出来、また、減衰値ＡＴＮと電界強度
Ｅとは図３に示すように直線性があるため、算出値によ
る電界強度Ｅはかなり正確な値となる。

【００１６】こうして、放送局３０が送信した放送波を
利用することによって、該放送波を含む電波４０が属す
る範囲ＡＲの周波数帯の電波４０ａに対する電磁シール
ドルーム１のシールド性能を、簡単且つ正確に測定する
ことが出来る。従って、測定装置３を用いれば、既存の
放送波等を利用して、該放送波を含む電波４０のうちか
ら、該放送波に対応した範囲ＡＲの周波数帯域の電波４
０ａを抽出し、該電波４０ａに対するシールド性能を検
出評価することが出来るので、電磁波発信機を必要とす
ることなく、装置構成も簡便で済む。

【００１７】また、測定装置３は、ある特定な範囲ＡＲ
の周波数帯に属する電波４０ａに対するシールド性能を
測定するだけではなく、その他の範囲ＡＲの周波数帯に
属する電波４０ａの電界強度Ｅも検出し、該その他の電
波４０ａに対するシールド性能を求めることも容易に出
来る。すると、特定の周波数帯の電波４０が属する範囲
ＡＲから外れた様々な周波数帯の放射ノイズに対して、
該シールドルーム１が遮断性があるかどうかを、簡単且
つ正確に測定することが可能となる。この際、周波数帯
の範囲ＡＲを設定するには、単にバンドパスフィルター
７のパスレンジ選択手段７ａを操作するだけで良いの
で、装置の取扱いが簡単である。また、図３に示す相関
直線Ｌ１のような電界強度Ｅと減衰値ＡＴＮの関係を相
関データとして用いることによって、出力された減衰値
ＡＴＮを直接電界強度Ｅの値Ｅkaniに換算し、シールド
性能の評価基準にすることが出来るので、誰にでも簡単
且つ所定の精度でもって、試験結果の解析を行うことが
出来る。このため、データ処理も楽である。

【００１８】なお、上述した実施例においては、計測手
段が出力する減衰値ＡＴＮを電界強度Ｅに換算するため
の相関データとして、図３に示す相関直線Ｌ１を用い、
該相関直線Ｌ１をモデル化した式、即ち（１）式の近似
式である（２）式の逆関数を、（３）式として、求める
値Ｅkaniの算出に用いた例を述べた。しかし、このよう
に減衰値ＡＴＮ等の定量値を電界強度Ｅに換算するため
の相関データは、（１）式にモデル化される相関直線Ｌ
１に限定されるものではない。また、該相関データは、
周波数の異なる範囲ＡＲ毎に、別個のものが用いられて
も差し支えない。また、測定装置３がシールド性能の測
定のために用いることが出来る到来波は、放送局３０か
ら送信された電波４０に限定されるものではなく、その
他の任意の電磁波を到来波として、利用することが可能
である。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
波４０等の到来波を受信し得るアンテナ５を有し、前記
アンテナ５に、該アンテナ５が受信した到来波を検波増
幅し得る、プリアンプ６、アッテネーター９、アンプ１
０、検波器１１等の受信手段を接続して設け、前記アン
テナ５に、該アンテナ５が受信した到来波のうち所定周
波数範囲ＡＲ分を選択的に通過させ得るバンドパスフィ
ルター７を接続して設け、前記バンドパスフィルター７
が通過させた前記電波４０ａ等の到来波の電界強度Ｅ
を、減衰値ＡＴＮ等の定量値として出力し得る電圧計１
２等の計測手段を設け、前記受信手段及びバンドパスフ
ィルター７を、電磁波遮断性能を有するシールドケース
１３に収納して、測定装置３等のシールド性能測定装置
を構成したので、アンテナ５に到来波を受信させ、該受
信した到来波のうち所定周波数範囲ＡＲ分の電界強度Ｅ
を計測すると、該電界強度Ｅにより該所定周波数範囲Ａ
Ｒ分の到来波の、測定点における減衰度がわかる。従っ
て、シールド性能を測定すべき電磁シールドルーム１等
の室の内外において、到来波のうちの所定周波数範囲Ａ
Ｒ分の電界強度Ｅをそれぞれ、計測手段を介して定量値
として出力させる形で計測すれば、該室の内外における
電界強度Ｅに基づいて、該室の所定周波数範囲の到来波
に対するシールド性能を定量的に検出することが出来
る。この際、アンテナ５は、様々な周波数帯の電磁波を
到来波として捉えることが出来、該アンテナ５に受信さ
せた到来波のうちから、測定すべき周波数範囲ＡＲに属
する部分のみを、バンドパスフィルター７により抽出す
ることが出来るので、該周波数範囲ＡＲの選択によっ
て、様々な周波数帯の電磁波に対するシールド性能を検
査することが手間なく且つ正確に出来る。また、本発明
では、アンテナ５が受信し得る到来波であれば、試験波
として用いることが出来るので、該到来波として既存の
各種の放送波を利用すれば、電磁波送信器が不要であ
る、というメリットがある。するとその分、装置構成が
簡便で済む。また、こうした受信手段及びバンドパスフ
ィルター７を前記シールドケース１３に収納しておくこ
とによって、回路が、周辺の誘導ノイズの影響を受ける
ことから防止される。このため、試験結果の精度が高
い。

【００２０】また、本発明は、前記測定装置３等のシー
ルド性能測定装置を用いて、シールド性能を測定すべき
電磁シールドルーム１等の室内外において、前記プリア
ンプ６、アッテネーター９、アンプ１０、検波器１１等
の受信手段により前記アンテナ５に、放送波を含む電波
４０等の到来波をそれぞれ検波受信させ、前記受信した
到来波のうち所定周波数範囲ＡＲ分を前記バンドパスフ
ィルター７により通過抽出させ、該抽出された所定周波
数範囲ＡＲの前記到来波の電界強度Ｅを、前記電圧計１
２等の計測手段により減衰値ＡＴＮ等の定量値として前
記室内外についてそれぞれ出力させ、前記到来波の電界
強度Ｅと前記計測手段が出力する定量値の相関関係を示
す相関直線Ｌ１等の相関データを用い、前記出力された
定量値から、前記所定周波数範囲ＡＲの到来波の電界強
度Ｅの値Ｅkaniを前記室内外のそれぞれについて算出
し、該算出された電界強度Ｅの各値Ｅkaniに基づいて、
前記室内の前記所定周波数範囲ＡＲの到来波に対するシ
ールド性能を評価するようにして、構成したので、所定
周波数範囲ＡＲの到来波が室内から室内に進入する際に
どの程度減衰するかに基づいて、室内のシールド性能を
評価することが出来る。すると、シールド性能測定装置
は、先に述べたように簡便な装置構成で、また、測定中
に誘導ノイズの影響を受けて試験結果の精度が悪くなる
ことが防止されているために、本方法を行えば、室内外
で受信した様々な周波数範囲ＡＲの到来波を利用して、
様々な周波数帯の電磁波に対する遮断性を簡単且つ正確
に検出することが出来る。また、出力された定量値を電
界強度Ｅの値Ｅkaniとして表示する際に、相関データを
用いてデータ処理を行えば良いので、高度な分析技術を
要することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】電磁シールドルームの電磁波遮断性能を計測し
ている様子を示す図である。

【図２】本発明によるシールド性能測定装置の一実施例
を示す図である。

【図３】図２に示すシールド性能測定装置を用いた減衰
値の測定値と電界強度の相関関係を示す図である。

【符号の説明】

１……室（電磁シールドルーム） ３……シールド性能測定装置（測定装置） ５……アンテナ ６、９、１０、１１……受信手段（プリアンプ、アッテ
ネーター、アンプ、検波器） ７……バンドパスフィルター １２……計測手段（電圧計） １３……シールドケース ４０、４０ａ……到来波（電波） Ｅ、Ｅkani……電界強度 ＡＴＮ……定量値（減衰値） Ｌ１……相関データ（相関直線）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】到来波を受信し得るアンテナを有し、 前記アンテナに、該アンテナが受信した到来波を検波増
   幅し得る受信手段を接続して設け、 前記アンテナに、該アンテナが受信した到来波のうち所
   定周波数範囲分を選択的に通過させ得るバンドパスフィ
   ルターを接続して設け、 前記バンドパスフィルターが通過させた前記到来波の電
   界強度を、定量値として出力し得る計測手段を設け、 前記受信手段及びバンドパスフィルターを、電磁波遮断
   性能を有するシールドケースに収納して構成した、シー
   ルド性能測定装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のシールド性能測定装置を用
   いて、 シールド性能を測定すべき室内外において、前記受信手
   段により前記アンテナに、放送波を含む到来波をそれぞ
   れ検波受信させ、 前記受信した到来波のうち所定周波数範囲分を前記バン
   ドパスフィルターにより通過抽出させ、 該抽出された所定周波数範囲の前記到来波の電界強度
   を、前記計測手段により定量値として前記室内外につい
   てそれぞれ出力させ、 前記到来波の電界強度と前記計測手段が出力する定量値
   の相関関係を示す相関データを用い、前記出力された定
   量値から、前記所定周波数範囲の到来波の電界強度の値
   を前記室内外のそれぞれについて算出し、 該算出された電界強度の各値に基づいて、前記室内の前
   記所定周波数範囲の到来波に対するシールド性能を評価
   するようにして構成した、シールド性能測定方法。